[发明专利]用于公路地貌识别的特征向量提取设备

权利要求书

1.一种用于公路地貌识别的特征向量提取设备，所述提取设备包括静态存储器、高清摄像头、图像处理器和飞思卡尔IMX6处理器，所述静态存储器用于存储基准公路图像，所述高清摄像头对多处公路进行拍摄以获得多个实地公路图像，所述图像处理器与所述静态存储器和所述高清摄像头分别连接，对基准公路图像进行图像处理以获得基准公路图像对应的多种图像特征值，对所述多个实地公路图像分别进行图像处理以获得每一个实地公路图像的多种图像特征值，所述IMX6处理器与所述图像处理器连接，基于所述图像处理器的输出在多种图像特征中选择五个识别率最高的图像特征作为五个目标图像特征，将基准公路图像对应的五个目标图像特征值按顺序排列成用于公路地貌识别的特征向量。

2.如权利要求1所述的用于公路地貌识别的特征向量提取设备，其特征在于，所述提取设备还包括：

供电器件，用于在所述IMX6处理器的控制下，为所述提取设备的各个用电部件提供电力供应；

用户输入器件，用于根据用户的操作，从基准图像数据库中选择一个基准公路图像，所述基准图像数据库保存了多个基准图像数据；

并行输入接口，连接静态存储器和用户输入器件，用于将所述用户输入器件选择的基准公路图像转发到所述静态存储器中进行存储；

无线通信接口，用于与远端的无人机建立双向无线通信链路，接收无人机发送的特征数据请求，还用于将用于公路地貌识别的特征向量无线发送给所述无人机；

所述高清摄像头包括前盖玻璃、镜头、滤镜和成像电子单元，用于对多处公路进行拍摄以获得多个实地公路图像，每一个实地公路图像的分辨率为1920×1080，所述滤镜为紫外线滤光镜，所述成像电子单元为CMOS视觉传感器；

所述图像处理器与所述静态存储器和所述高清摄像头分别连接，包括对比度增强处理单元、自适应递归滤波单元和特征值提取单元；所述对比度增强处理单元与所述静态存储器和所述高清摄像头分别连接，接收所述基准公路图像和所述多个实地公路图像，对所述基准公路图像和每一个实地公路图像都进行对比度增强处理，以分别获得基准增强图像和每一个实地增强图像；所述自适应递归滤波单元与所述对比度增强处理单元连接，用于对基准增强图像和每一个实地增强图像都进行自适应递归滤波处理，以分别获得基准滤波图像和每一个实地滤波图像；所述特征值提取单元与所述自适应递归滤波单元连接，用于对基准滤波图像进行Contourlet变换，获得九个基准子图，所述九个基准子图包括一个低频基准子图和八个高频基准子图，对所述九个基准子图的每一个基准子图提取Hu的七个不变矩，获得六十三个不变矩并作为基准公路图像对应的六十三种图像特征值，所述自适应递归滤波单元还用于对每一个实地滤波图像进行Contourlet变换，获得九个实地子图，所述九个实地子图包括一个低频实地子图和八个高频实地子图，对所述九个实地子图的每一个实地子图提取Hu的七个不变矩，获得六十三个不变矩并作为每一个实地公路图像对应的六十三种图像特征值；

所述IMX6处理器与所述特征值提取单元连接，将每一个实地公路图像对应的六十三种图像特征值与基准公路图像对应的六十三种图像特征值按种类分别进行逐一匹配，将图像特征值相差在10％范围内的实地公路图像对应的图像特征值认作为识别成功的图像特征值，对于多个实地公路图像，统计每一种图像特征存在识别成功的图像特征值的比率，对于多种图像特征，按从高到低的顺序对所述比率进行排序，选择排序在前五位的五个种类的图像特征作为五个识别率最高的图像特征，即五个目标图像特征，将基准公路图像对应的五个目标图像特征值按顺序排列成用于公路地貌识别的特征向量；

其中，所述IMX6处理器还与所述无线通信接口连接，用于接收所述无线通信接口转发的特征数据请求，并基于所述特征数据请求将所述用于公路地貌识别的特征向量发送给所述无线通信接口；

其中，所述对比度增强处理单元、所述自适应递归滤波单元和所述特征值提取单元分别采用FPGA芯片来实现，所采用的FPGA芯片的选型都为Xilinx公司的Artix-7系列。

3.如权利要求2所述的用于公路地貌识别的特征向量提取设备，其特征在于：

替换地，所述用户输入器件用于根据用户的操作从基准图像数据库中选择多个基准公路图像，所述图像处理器对每一个基准公路图像分别进行图像处理以获得每一个基准公路图像对应的六十三种图像特征值，对于多个基准公路图像，计算每一种图像特征值的平均值，将获得的六十三个平均值作为基准公路图像对应的六十三种图像特征值。